Invid Wärtsiläs nya teknologicenter på ön Vasklot i Vasa planerar man att bygga en anläggning som ska producera vätgas för elmarknadens behov.
Tanken är att vätgasen ska lagra förnybar elektricitet och flytta elförbrukningen från blåsiga dagar till vindstilla dagar.
Hanna Berg, som jobbar med väteutveckling på Wärtsilä, förklarar hur det går till.
– Vi tar in el och vatten och i en elektrolys producerar vi väte. Sedan tar vi vätet och lägger upp det till ett högre tryck och förvarar det i våra tankar på vår sajt. När vi vill använda gasen tar vi den ur tankarna och lägger in den i våra motorer och bränner det, förklarar Berg.
– Allt som går in är grönt och då är också allt som kommer ut grönt, säger Berg.
Det finns olika typer av batterier för att lagra vindkraft men här används vätgas som ett medium för att lagra energi. Det här är bra för många parter, säger Jakob Frants, utvecklingschef vid Vasa Elektriska.
– Den som äger energilagringsanläggningen har möjlighet att kapitalisera på prisvolatiliteten. Ur vindkraftens synvinkel möjliggör det utbyggnad av mer vindkraft eftersom energilagringsanläggningarna agerar last när det finns god tillgång till vindkraftsel, säger Frants.
För konsumenterna syns lagringen av vindkraften i att pristopparna på elmarknaden jämnas ut och minskar prisets instabilitet (prisvolatiliteten).
Historiskt sett har kraftverken varit styrbara. Men i och med den förnybara energins framfart går vi över till mindre styrbara energianläggningar. Då behövs det lösningar för balansering och lagring av energin för att återfå kontrollen över produktionen, säger Frants.
Vätgasen är ett bränsle som växer framförallt i Europa och USA. Problemet med instabila elpriser finns överallt i världen.
Det som är unikt med projektet i Vasa är inte komponenterna i sig, utan kombinationen el till vätgas till el inom ramen för samma anläggning, säger Frants.
Såvitt han vet är det här det längst hunna pilotförsöket i Finland.
– Det finns möjligheter att skala upp och dubblera. För Wärtsiläs del framförallt utomlands, säger Frants.
Priset varierar med vinden
Vindkraftsparkerna växer så det knakar. I fjol växte Finlands vindkraftskapacitet med 75 procent och den sammanlagda kapaciteten ligger nu på 5677 megawatt.
Ett problem med vindkraften är att produktionen är ojämn. Vissa dagar blåser det kraftigt och andra dagar står vinden stilla. Det här gör att mängden elektricitet som vindkraftverken producerar varierar och priset på vindel rör sig upp och ner.
Det här är ett relativt nytt fenomen. Enligt Jakob Frants var spotpriserna på elbörsen relativt jämna ännu för ett par år sedan. På den tiden skulle en vätgasanläggning av den här typen inte ha lönat sig ekonomiskt.
– Men redan i dagens läge ser vi prisskillnader som är tiofaldiga inom samma dygn, eller åtminstone samma vecka. Trots en verkningsgrad som ligger på 25-30 procent, så har man möjlighet att göra en nettovinst på elutbytet, säger Jakob Frants.
Om vindkraften inte går att lagra blir marknaden ännu mera oförutsägbar. Vätgasen kan jämna ut den bergochdalbana som elpriset befinner sig i.
– Om elpriset skulle vara stabilt så skulle det inte vara någon poäng med det här, säger Hanna Berg.
– Vi ser att vi måste ha en stabilisering och ett sätt att stabilisera är just vätgas. Vi kan tillverka vätgas när vi har mera el än vad vi använder. Sedan kan vi använda det på många olika sätt när vi behöver mera energi, säger Berg.
Elsvinnet försvinner inte helt
Verkningsgraden sjunker för varje steg i processen – det vill säga en del energi går till spillo varje gång man omvandlar energin från elektricitet till vätgas och tillbaka till elektricitet.
– Beroende på hurdan elektrolys och kompressor får vi olika förluster under kedjan. Men vi tappar relativt mycket energi på vägen så att vi går till 25–30 procent total verkningsgrad från el till el, säger Hanna Berg.
På fyra vindkraftverk får man alltså effekten av ett vindkraftverk tillbaka. En del av det här svinnet är värme som kan tas tillvara för fjärrvärmenätet. I Vasa finns en bergsgrotta för fjärrvärme som kan dra nytta av spillvärmen som uppstår i processen.
Hantera väte med respekt
En stor fråga som industrin funderar på är hur vätgasen ska lagras. Gasen tar upp mycket utrymme. Den kan komprimeras genom nedkylning till -253 grader eller genom att förvaras under högt tryck, som man gör i Wärtsiläs fall.
I flytande form kräver gasen en sju gånger större förvaringstank än vanlig brännolja. Om vätgasen förvaras under högt tryck behöver behållaren vara tjugo gånger större.
Dessutom är gasen högexplosiv och mycket reaktiv, vilket för med sig risker.
– Som med alla bränslen så brinner den bra. Det är därför vi använder dem som bränslen. Men i slutändan är det här ett ämne som har använts länge inom industrin. Så bara man hanterar den rätt är det inte farligare än andra bränslen, säger Hanna Berg.
Det viktigaste är enligt Berg att man hanterar väte med respekt.
– Det som är bra med väte är att om vi får ett läckage så sprids det väldigt snabbt ut i luften. Vi får aldrig ansamlingar av väte så länge vi har ett läckage ut i fria luften. Sannolikheten att för en explosion är mindre när vi inte har stora mängder väte på ett och samma ställe, säger Hanna Berg.